多孔碳材料

Porous Carbon

多孔碳材料的孔結(jié)構(gòu)高度發(fā)達(dá)，在吸附分離、催化、能量?jī)?chǔ)存等方面呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。

小編匯總了多孔碳材料方向近期發(fā)表的三篇綜述文章，歡迎大家交流和補(bǔ)充。

排名不分先后，以文章為準(zhǔn)，翻譯如有出入請(qǐng)聯(lián)系公眾號(hào)修改。

No.01

分級(jí)多孔碳材料

在高性能鋰硫電池中的研究現(xiàn)狀與展望

鋰硫電池被認(rèn)為是下一代很有前途的能源存儲(chǔ)設(shè)備之一，但在其商業(yè)化的道路上仍存在一些瓶頸。硫及其排放產(chǎn)物(如Li2S2、Li2S)固有的電導(dǎo)率和離子導(dǎo)電性差，導(dǎo)致活性材料利用率低、循環(huán)穩(wěn)定性差、速率性能差、庫(kù)侖效率不理想等問(wèn)題。多硫化物離子在電解液中的溶解和遷移、不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面和陽(yáng)極上的樹枝狀生長(zhǎng)、陰極和陽(yáng)極的體積變化。分級(jí)多孔碳(HPC)材料因其高比表面積、孔體積、低密度、化學(xué)穩(wěn)定性好，尤其是多級(jí)孔尺寸等優(yōu)點(diǎn)，在鋰硫電池中獲得了廣泛的關(guān)注。本文綜述了近年來(lái)在鋰硫電池中各種組分(包括硫陰極、隔板、中間層和鋰陽(yáng)極)的高性能多孔碳材料的合成方法和應(yīng)用研究進(jìn)展。更重要的是，闡述了HPC的結(jié)構(gòu)(孔隙體積、比表面積、孔隙度、雜原子摻雜)與鋰硫電池電化學(xué)性能的關(guān)系。最后，討論了鋰硫電池在高性能材料方面所面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)的發(fā)展方向。

文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cey2.185文章標(biāo)題：Status and perspectives of hierarchical porous carbon materials in terms of high-performance lithium–sulfur batteries信息來(lái)源：Journal of Energy Storage

No.02

金屬摻雜多孔碳材料

對(duì)廢水中有機(jī)染料的吸附研究

水資源短缺在發(fā)展中國(guó)家和不發(fā)達(dá)國(guó)家尤其嚴(yán)重。為了滿足人們對(duì)水資源日益增長(zhǎng)的需求，人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)生活、農(nóng)業(yè)或工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行資源化利用。雖然廢水的來(lái)源不同，但可能含有類似的有毒或有色的有害有機(jī)污染物，不僅污染水資源和環(huán)境，而且危害人畜健康。本文綜述了近年來(lái)金屬摻雜多孔碳材料對(duì)有機(jī)染料的吸附研究進(jìn)展。金屬摻雜多孔碳材料廣泛應(yīng)用于有機(jī)染料的吸附。本文首次對(duì)吸附有機(jī)染料的各種金屬摻雜多孔碳材料進(jìn)行了綜述和討論。對(duì)影響吸附過(guò)程的關(guān)鍵因素如摻雜量、溶液pH和溫度進(jìn)行了報(bào)道和討論。結(jié)合文獻(xiàn)相關(guān)工作，提出了金屬摻雜多孔碳吸附有機(jī)染料的靜電作用、π-π作用、氫鍵作用以及金屬顆粒與碳材料的協(xié)同作用等吸附機(jī)理。最后，對(duì)未來(lái)金屬摻雜多孔碳材料的研究提出幾點(diǎn)建議。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124773文章標(biāo)題：Adsorption of organic dyes from wastewater by metal-doped porous carbon materials信息來(lái)源：Journal of Cleaner Production

No.03

面向氣體分離的

聚合物衍生碳分子篩膜研究進(jìn)展

相比較于傳統(tǒng)的氣體純化和分離工藝，膜分離技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境優(yōu)勢(shì)。與聚合物膜相比，碳分子篩膜具有更高的氣體滲透性和選擇性、化學(xué)耐受性和更好的熱穩(wěn)定性，受到了研究工作者和制備廠商越來(lái)越多的關(guān)注。碳分子篩膜通常由聚合物前驅(qū)體薄膜通過(guò)熱解和碳化制備，聚合物前驅(qū)體主要包括聚酰亞胺、樹脂、纖維素和聚醚酰亞胺等。本文分類總結(jié)和討論了不同化學(xué)結(jié)構(gòu)前驅(qū)體制備碳分子篩膜的工藝和氣體分離性能。前驅(qū)體的化學(xué)結(jié)構(gòu)和膜物理結(jié)構(gòu)均可顯著影響其碳分子篩膜的結(jié)構(gòu)和氣體分離性能。在過(guò)去的幾十年里，碳分子篩膜的氣體分離性能得到了顯著改善，并可能在不久的將來(lái)實(shí)現(xiàn)其商業(yè)應(yīng)用。研究者可以通過(guò)本文了解碳分子篩膜的當(dāng)前進(jìn)展，推動(dòng)碳分子篩膜制備的發(fā)展，拓展其潛在應(yīng)用價(jià)值。

文章鏈接：DOI：10.1016/S1872-5805(22)60613-9文章標(biāo)題：A review of polymer-derived carbon molecular sieve membrane for gas separation信息來(lái)源：新型炭材料